一种XFEM断裂分析的裂尖单元新型改进函数

提出了一种适用于裂尖改进单元的新型改进函数,基于三角变换的方法,保留裂纹尖端场的应力奇异性和裂纹上、下表面的位移不连续性,将常规扩展有限元法裂尖改进单元的4项改进函数缩减为2项,裂尖改进单元的结点由常规的8个改进自由度减少为4个.采用2个正交的水平集函数表征材料内部裂纹面,详细阐述了改进单元类型的判别方法,给出一种改进单元的分区域积分方案.最后,若干断裂力学问题经典算例的数值计算结果表明:建议的裂尖改进函数具有较高的数值精度,该方法是十分有效的.

基于XFEM的主次裂纹间应力强度因子相互作用

采用新型裂尖改进函数构建的Reduced XFEM,研究次裂纹与主裂纹的相互作用,以及次裂纹对主裂纹应力强度因子的影响,并在裂纹尖端采用互作用积分法计算应力强度因子。计算结果表明:次裂纹存在会使主裂纹的应力强度因子减小;次裂纹长度越长,主裂纹应力强度因子减小得越明显;次裂纹距主裂纹的位置与主裂纹的应力强度因子之间有一定的规律,主裂纹的应力强度因子随主、次裂纹间距离的增大呈"勺"形分布,且当该距离达到一定数值后主裂纹的应力强度因子变化较小,接近单裂纹状态。

扩展有限元法计算裂纹问题的研究

指出扩展有限元法是近几年发展起来的一种计算方法,在计算裂纹问题中有着独到的优势,介绍了扩展有限元法的理论来源与发展概况,对单位分解法进行了详细阐述,并对改进函数与改进节点的选择等关键技术进行研究,为相关研究提供参考。